一種人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及體育訓(xùn)練器材，尤其涉及一種人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具。
【背景技術(shù)】
[0002]藝術(shù)體操項(xiàng)目以其優(yōu)美的姿態(tài)、明快的節(jié)奏以及強(qiáng)烈的感染力贏得了人們的喜愛，并在世界各國得到了廣泛的開展。從技術(shù)角度來講，轉(zhuǎn)體作為藝術(shù)體操項(xiàng)目的一種基本技能在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與技術(shù)創(chuàng)新方面得到了世界各國的普遍重視。藝術(shù)體操中的轉(zhuǎn)體主要是指圍繞身體垂直軸，單腳或雙腳站立的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。近些年的各種大賽表明:當(dāng)今競(jìng)技性藝術(shù)體操更具有旋轉(zhuǎn)速度快、動(dòng)作幅度大的特點(diǎn)。動(dòng)作難度加大、身體更難控制的轉(zhuǎn)體動(dòng)作對(duì)當(dāng)前的藝術(shù)體操訓(xùn)練提出了更高的要求。
[0003]通常，可把藝術(shù)體操的轉(zhuǎn)體動(dòng)作分為3個(gè)階段:啟動(dòng)階段、轉(zhuǎn)動(dòng)階段和結(jié)束階段。
[0004]啟動(dòng)階段:自由器官朝著轉(zhuǎn)體的方向作圓周式擺動(dòng)，同時(shí)用腳蹬地。一方面，運(yùn)動(dòng)員的兩臂作圓周擺動(dòng)，兩臂作為人體的部分在人體內(nèi)力的作用下獲得了一部分朝向預(yù)定方向轉(zhuǎn)體的角動(dòng)量；另一方面，一條腿用力蹬地，人體獲得地面給人體的支撐反作用力，使人體獲得了來自外界的沖量矩，也使人體獲得了一部分朝著預(yù)定方向轉(zhuǎn)體的角動(dòng)量。上述兩部分角動(dòng)量帶動(dòng)人體完成轉(zhuǎn)體動(dòng)作的啟動(dòng)階段。
[0005]轉(zhuǎn)動(dòng)階段:擺動(dòng)器官減速，以便于角動(dòng)量的轉(zhuǎn)移。這一階段要求人體轉(zhuǎn)動(dòng)速度盡量快以獲得更多的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。一般來講，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω就越大，剛體就越容易獲得更大的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。在此階段藝術(shù)體操運(yùn)動(dòng)員應(yīng)盡量減少人體繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
[0006]結(jié)束階段:運(yùn)動(dòng)員減緩轉(zhuǎn)動(dòng)速度，為下一動(dòng)作的順利連接創(chuàng)造有利的初始條件。
[0007]在上述3個(gè)階段中，前兩個(gè)階段更為重要一些。在啟動(dòng)階段，要求藝術(shù)體操運(yùn)動(dòng)員具備較強(qiáng)的轉(zhuǎn)體啟動(dòng)能力，而在轉(zhuǎn)動(dòng)階段則要求盡可能地保持轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。為了達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)體的啟動(dòng)階段進(jìn)行訓(xùn)練而不影響后續(xù)的轉(zhuǎn)體階段的目的，就需要不僅加大啟動(dòng)階段的轉(zhuǎn)動(dòng)難度，而到了轉(zhuǎn)體階段還應(yīng)減小轉(zhuǎn)動(dòng)難度來保持人體在轉(zhuǎn)體階段的趨勢(shì)。
[0008]啟動(dòng)階段是旋轉(zhuǎn)過程的開始階段，它直接影響著旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的優(yōu)劣。傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法是通過讓運(yùn)動(dòng)員負(fù)重以增加運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練難度，即增大旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員需要克服的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的量度，因此，增加了旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，也就增加了運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)的難度，可以達(dá)到對(duì)運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)進(jìn)行訓(xùn)練的目的。在旋轉(zhuǎn)的啟動(dòng)階段，人體的自由器官朝著轉(zhuǎn)體的方向作圓周式擺動(dòng)，同時(shí)用腳蹬地。在這個(gè)階段讓運(yùn)動(dòng)員負(fù)重增加了人體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這是可行的。但是，在接下來的轉(zhuǎn)體階段，運(yùn)動(dòng)員要盡量保持已有的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)，此時(shí)就需要減少給人體附加的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。而由于傳統(tǒng)的負(fù)重方法是不可能在轉(zhuǎn)體階段減少已有的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的，因此，對(duì)旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)進(jìn)行傳統(tǒng)的負(fù)重訓(xùn)練有明顯的缺陷，即采用較大的負(fù)重可以達(dá)到對(duì)旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)的訓(xùn)練，但是阻礙了后續(xù)轉(zhuǎn)體的繼續(xù)進(jìn)行；而采用較小的負(fù)重雖然可以減少后續(xù)轉(zhuǎn)體的難度，但又達(dá)不到對(duì)啟動(dòng)訓(xùn)練的目的。
[0009]綜上所述，為了提高藝術(shù)體操運(yùn)動(dòng)員基本轉(zhuǎn)體動(dòng)作的訓(xùn)練能力，最好的措施是在啟動(dòng)階段設(shè)置較大的轉(zhuǎn)動(dòng)啟動(dòng)阻力，以提高運(yùn)動(dòng)員的快速啟動(dòng)能力；而在轉(zhuǎn)動(dòng)階段減小轉(zhuǎn)動(dòng)阻力以維持持續(xù)的旋轉(zhuǎn)能量。這樣能為運(yùn)動(dòng)員在實(shí)際體操比賽中取得好成績提供良好的轉(zhuǎn)體訓(xùn)練。但目前，還沒有較好的、簡(jiǎn)單實(shí)用的辦法來解決上述難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于實(shí)施的人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具。
[0011]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0012]—種人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具，其特征在于，包括腰圈，所述腰圈為橢圓形，在所述腰圈的兩邊對(duì)稱設(shè)有兩端封閉的兩個(gè)管道，所述管道的內(nèi)端連接在所述腰圈上，外端沿所述腰圈的長軸方向向外延伸，所述外端的位置高于所述內(nèi)端，所述外端端頭設(shè)有向下的彎曲段，所述管道內(nèi)裝有重量球，所述腰圈上還設(shè)有固定所述管道的固定帶，所述彎曲段設(shè)有管道蓋。
[0013]本發(fā)明的基本工作原理是:在轉(zhuǎn)體開始前，所述重量球開始之初置于所述彎曲段，并穩(wěn)定在彎曲段中。當(dāng)轉(zhuǎn)體啟動(dòng)時(shí)，身體瞬間加速度比較大，重量球在自身慣性力的作用下翻出彎曲段并依靠自身慣性力和勢(shì)能從高處滾落到低處即所述管道的內(nèi)端，此時(shí)啟動(dòng)階段結(jié)束，進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)階段，通過重量球至人體旋轉(zhuǎn)中心的距離由遠(yuǎn)及近，使重量球相對(duì)于人體旋轉(zhuǎn)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由大變小，。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:在轉(zhuǎn)體啟動(dòng)階段，由于重量球位于所述管道的外端，能獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而提高了啟動(dòng)階段的阻力，能使運(yùn)動(dòng)員的啟動(dòng)能力得到很大提升；而在轉(zhuǎn)動(dòng)階段，則由于重量球在啟動(dòng)階段結(jié)束就縮回到管道內(nèi)端，重量球離人體旋轉(zhuǎn)中心的距離由長變短，而重量球相對(duì)于人體旋轉(zhuǎn)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量約與重量球至人體旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成正比，因此其所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大減小，從而使系統(tǒng)整體慣量減小，轉(zhuǎn)動(dòng)速度得以持續(xù)。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0016]進(jìn)一步，所述腰圈上設(shè)有可開合所述腰圈的卡扣。
[0017]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用卡扣可以方便的打開腰圈，便于穿戴。
[0018]進(jìn)一步，所述重量球?yàn)殂U質(zhì)材料，所述管道為塑料材質(zhì)。
[0019]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，重量球采用比重較大的材質(zhì)效果會(huì)比較明顯，而管道采用輕質(zhì)材料則有利于減輕運(yùn)動(dòng)員非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練重量。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的俯視圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖；
[0023]圖4為本發(fā)明的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]在圖1到圖4中，1、重量球；2、管道；2_1、彎曲段；3、腰圈；4、固定帶；5、管道蓋；6、卡扣。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0026]如圖1到圖3所示，一種人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具，包括腰圈3，所述腰圈3為橢圓形，在所述腰圈3的兩邊對(duì)稱設(shè)有兩端封閉的兩個(gè)管道2，所述管道2的內(nèi)端連接在所述腰圈3上，外端沿所述腰圈3的橢圓長軸方向向外延伸，所述管道的外端的位置高于所述管道的內(nèi)端的位置，所述管道外端端頭設(shè)有向下的彎曲段2-1，所述管道2內(nèi)裝有重量球1，所述腰圈3上還設(shè)有固定所述管道的固定帶4，所述彎曲段2-1設(shè)有管道蓋5。
[0027]所述腰圈3上設(shè)有可開合所述腰圈的卡扣6。
[0028]所述重量球1為鉛質(zhì)材料，所述管道2為塑料材質(zhì)。
[0029]具體實(shí)施時(shí)可以將管道在腰圈上的連接做成可調(diào)節(jié)位置的，即腰圈可根據(jù)使用者胖瘦調(diào)大小，而管道一般要求對(duì)稱設(shè)置，另外可以通過將管道與腰圈的連接采用銷接結(jié)構(gòu)，并調(diào)節(jié)固定帶位置調(diào)節(jié)管道的傾斜角度，進(jìn)而調(diào)節(jié)重量球在啟動(dòng)階段所能承受的慣性力，也即便于把握重量球的逸出力度和時(shí)間。當(dāng)然也可以保持腰圈大小固定，而在穿戴時(shí)通過適當(dāng)加內(nèi)襯來固定。
[0030]可以使管道完全置于所述腰圈的外部，也可以將其中一段管道置于所述腰圈內(nèi)部。
[0031]圖1中的箭頭表示了轉(zhuǎn)動(dòng)是逆時(shí)針的；當(dāng)需要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以把管道旋轉(zhuǎn)過來用，即保證管道延伸的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。
[0032]如圖4所示為本發(fā)明的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，其與前面所述的實(shí)施例相比，是采用了較方便的軟性腰帶，也可以在其中增加周向骨架來保持橢圓形狀。其余與上述相同，不再贅述。
[0033]本發(fā)明是基于下述原理獲得的:為了解決在啟動(dòng)階段阻力大、而在轉(zhuǎn)動(dòng)階段阻力小的難題，我們想到了從轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的定義出發(fā)來解決這個(gè)問題。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等于物體的質(zhì)量與回轉(zhuǎn)半徑平方的乘積，即系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，還與其質(zhì)量分布有關(guān)，即物體的等價(jià)質(zhì)心離轉(zhuǎn)軸的距離即回轉(zhuǎn)半徑有關(guān)。在物體質(zhì)量不變的情況下，回轉(zhuǎn)半徑增大，由于是平方關(guān)系，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將大幅度地增大；反之，回轉(zhuǎn)半徑減小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將大幅度地減小。根據(jù)這一原理，我們?cè)O(shè)想在訓(xùn)練藝術(shù)體操旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)可以利用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的這一性質(zhì):在旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)增加附加重物到轉(zhuǎn)軸的距離以增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)結(jié)束后進(jìn)入轉(zhuǎn)體階段，這時(shí)，我們雖然無法使附加重物的質(zhì)量變小，但是可以通過減小附加重物到人體垂直轉(zhuǎn)軸的距離來減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這與傳統(tǒng)的負(fù)重訓(xùn)練法不同。
[0034]當(dāng)需要取出重量球時(shí)，只需打開設(shè)于彎曲段上部的管道蓋即可。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具，其特征在于，包括腰圈，所述腰圈為橢圓形，在所述腰圈的兩邊對(duì)稱設(shè)有兩端封閉的兩個(gè)管道，所述管道的內(nèi)端連接在所述腰圈上，外端沿所述腰圈的長軸方向向外延伸，所述外端的位置高于所述內(nèi)端，所述外端端頭設(shè)有向下的彎曲段，所述管道內(nèi)裝有重量球，所述腰圈上還設(shè)有固定所述管道的固定帶，所述彎曲段設(shè)有管道蓋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具，其特征在于，所述腰圈上設(shè)有可開合所述腰圈的卡扣。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具，其特征在于，所述重量球?yàn)殂U質(zhì)材料，所述管道為塑料材質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及體育訓(xùn)練器材，尤其涉及一種人體旋轉(zhuǎn)變慣量訓(xùn)練器具。其包括腰圈，所述腰圈為橢圓形，在所述腰圈的兩邊對(duì)稱設(shè)有兩端封閉的兩個(gè)管道，所述管道的內(nèi)端連接在所述腰圈上，外端沿所述腰圈的長軸方向向外延伸，所述外端的位置高于所述內(nèi)端，所述外端端頭設(shè)有向下的彎曲段，所述管道內(nèi)裝有重量球，所述腰圈上還設(shè)有固定所述管道的固定帶，所述彎曲段設(shè)有管道蓋。本發(fā)明的有益效果是：在轉(zhuǎn)體啟動(dòng)階段，能獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而提高了啟動(dòng)階段的阻力，能使運(yùn)動(dòng)員的啟動(dòng)能力得到很大提升；而在轉(zhuǎn)動(dòng)階段，能使系統(tǒng)整體慣量減小，轉(zhuǎn)動(dòng)速度得以持續(xù)。
【IPC分類】A63B21/065
【公開號(hào)】CN105268149
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510847696
【發(fā)明人】李至軒
【申請(qǐng)人】李至軒
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日